模具钢硬铣削过程振动和声发射信号的监测与分析.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．20l5第43卷第1期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．01．005模具钢硬铣削过程振动和声发射信号的监测与分析仲为武．王希(1．山东英才学院机械制造与自动化学院，山东济南250104；2．厦门大学物理与机电工程学院，福建厦门361005)摘要：硬切削作为绿色切削的重要组成部分，已成为金属切削的一个研究热点。为了对硬切削过程进行监测．建立了一套信号采集系统，通过该系统采集模具钢铣削过程中的振动信号和声发射信号，并从时域、频域对其进行了分

2、析研究。研究结果表明：模具钢硬铣削过程的振动信号和声发射信号的时域波形呈现不同的特点：振动信号和声发射信号的均方根值随切削速度的增大均呈明显的增大趋势，而受每齿进给量和铣削深度影响很小；随着切削速度的提高，振动信号各频段的幅值均增大，但频谱分布基本不变；随切削速度的提高，声发射信号的频谱成分增多，并导致了均方根值的增大。关键词：模具钢；硬铣削；振动信号；声发射信号；均方根值；快速傅里叶变换中图分类号：TH161+．6；TG506．9文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)1—016—3MonitoringandAnalysisofVibrationa

3、ndAESignalsinHardMillingofMoldSteelZH0NGWeiwu．WANGXi(1．CollegeofMachineManufacturingandAutomaticEngineering，ShandongYingcaiUniversity，JinanShandong250104，China；2．CollegeofPhysicalandEngineering，XiamenUniversity，XiamenFujian361005，China)Abstract：Hardmillingisofleofthemaingreenmachining

4、processes，andithasbecomearesearchhot—point．Inordertomoni—toringhardmillingprocess，asignalacquisitionsystemwasbuilt，VibrationsignalsandAEsignalsweresampledinmoldsteelmillingprocess．Analysisofsampledsignalswasconductedthroughtimedomainandfrequencydomain．Theresearchshowsthatthetimedo—mai

5、nwaveformsaredifferentbetweenvibrationsignalsandAEsignalsinmillingprocess；highercuttingspeedresultsinbiggerRMSvalues，feedpertoothandcuttingdepthhavelesseffectonvibrationandAEsignals；highercuttingspeedresultsinincreaseofampli—tudeinallfrequencybandsofvibrationsignals：highercuttingspeed

6、resultsinincreaseofcomponentoffrequency．whichresultsinin—creaseofRMSvalues．Keywords：Moldsteel；Hardmilling；Vibrationsignal；AEsignal；RMSvalue；FFTtransform0前言coustieEmission，AE)信号常被用于切削过程的状态自从20世纪90年代提出“绿色制造”概念以监测。本文作者基于Labview6．0建立了计算机信号来．由于人们环保意识的增强和可持续发展战略的提采集系统．通过试验采样模具钢硬铣削过程中的振动出．绿色

7、制造正在成为制造业的重要特征和基本生产和AE信号，并通过时域、频域分析对信号的特征进模式¨]。随着材料工业技术的发展，高硬和超硬金行研究，以揭示工艺参数与振动、AE信号之间的关属材料以其高寿命和高可靠性在航空航天、模具和汽系，为合理选择硬切削工艺参数提供依据。车等领域被广泛应用]。高硬度材料的精加工一般采1过程监测系统的建立用磨削的方法。性能优异的刀具的出现和机床技术的过程监测系统基于通用计算机实现。信号采集通发展使得硬切削这种绿色切削方式成为可能，并被看过计算机PCI接口．分别利用振动传感器和声发射传作是传统磨削经济可行的替代。硬切削的突出优点是感器采集切削过程

8、中的振动信